DIY-Batterie-Backup-System – Größenanleitung und Tipps

In einer Welt, in der Stromausfälle das tägliche Leben beeinträchtigen können, ist ein zuverlässiges Backup-System für Ihr Zuhause unerlässlich. Herkömmliche Generatoren, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, können vorübergehend Abhilfe schaffen, bringen jedoch Nachteile wie Lärmbelästigung, Emissionen und laufende Kraftstoffkosten mit sich. Glücklicherweise gibt es eine umweltfreundlichere und nachhaltigere Lösung: ein DIY-Batterie-Backup-System .

Dieser Blog befasst sich mit den Feinheiten des Aufbaus Ihres eigenen Batterie-Backup-Systems für zu Hause. Von der Auswahl geeigneter Komponenten bis hin zur Beratung zur Fehlervermeidung und Steigerung des Anlagennutzens begleiten wir Sie Schritt für Schritt. Begleiten Sie uns bei der Erforschung, wie wir eine robuste und umweltfreundliche Energielösung entwickeln können, die die Sicherheit und den Komfort Ihrer Familie bei Stromausfällen gewährleistet.

Für den Aufbau eines Batterie-Backup-Systems benötigen Sie wesentliche Komponenten wie eine Batterie, einen Wechselrichter, ein Batterieladegerät, Kabel und kompatible Haushaltsgeräte. Die Auswahl der einzelnen Komponenten, ihr Typ und ihre Größe hängen von Ihren spezifischen Anforderungen und den Spezifikationen der Geräte ab, die Sie mit Strom versorgen möchten.

Im Folgenden geben wir einen Überblick über den Gesamtansatz zum Entwurf eines Batterie-Backup-Systems für Privathaushalte und die wichtigsten Überlegungen dazu.

Schritt 1 – Ermitteln Sie Ihren Stromverbrauch

Bevor Sie sich mit den Besonderheiten der einzelnen Komponenten befassen, müssen Sie unbedingt Ihren Stromverbrauch genau einschätzen.

Überlegung1 – Geschätzte Dauer

Berücksichtigen Sie die typische Dauer von Stromausfällen in Ihrer Region, um festzustellen, wie lange Ihr Batterie-Backup Ihren Haushalt versorgen sollte.

Cosideration2 – Bewerten Sie die Hausabdeckung

Entscheiden Sie, ob Sie ein Batterie-Backup-System für Ihr ganzes Haus wünschen oder beabsichtigen . Bei einem kurzen Stromausfall müssen Sie möglicherweise nur die wesentlichen Geräte berechnen, die eine unterbrechungsfreie Stromversorgung benötigen.

Bei längeren Ausfällen oder wenn mehrere Geräte mit Strom versorgt werden müssen, müssen jedoch die erforderliche Batteriekapazität und die Wechselrichterleistung höher sein.

Überlegung3 – Nennleistung der Geräte auflisten

Erstellen Sie daher eine umfassende Liste der Start- und Nennleistung der Geräte, die Sie bei Ausfällen mit Strom versorgen möchten.

Bei der Nennleistung handelt es sich um den kontinuierlichen Energieverbrauch von Geräten unter Standardbedingungen, der für die Beurteilung des gesamten Leistungsbedarfs von wesentlicher Bedeutung ist.

Die Start-/Spannungsleistung spiegelt den anfänglichen Energiestoß wider, den Geräte zum Starten benötigen. Dies ist entscheidend, um eine Überlastung zu verhindern, insbesondere bei induktiven Lasten wie Motoren.

Beide Kennzahlen sind entscheidend für die effektive Dimensionierung eines Batterie-Backup-Systems für eine nahtlose Stromversorgungskontinuität. Hier finden Sie eine Aufschlüsselung der Nennleistung (Betriebsleistung) und der Startleistung in Watt für gängige Haushaltsgeräte bei Stromausfällen.

Gerät	Nennleistung (im Betrieb).	Startwatt
Kühl-/Gefrierschrank	700	2200
Geschirrspüler	1300	1800
Waschmaschine	1200	2300
Die Glühbirne	60-75	0
Mikrowelle	600-1000	0
Laptop	50-300	0
Lüfter	200	350

Nachdem Sie alle Nennleistungen der Geräte aufgelistet haben, addieren Sie diese einfach und multiplizieren Sie sie mit der gewünschten Batterie-Backup-Zeit, wie in der Formel unten gezeigt.

Damit erhalten Sie die Gesamtenergie, die Sie benötigen, um bei einem Stromausfall eine unterbrechungsfreie Stromversorgung aller aufgeführten Geräte aufrechtzuerhalten.

Schritt 2 – Wählen Sie eine Batterie

Nach der Berechnung des gesamten Notstromverbrauchs können Sie herausfinden, wie groß die Notstrombatterie ist, die Sie für Ihr Haus benötigen.

Überlegung 1 – Batteriespannung und -kapazität

Batteriespannung und -kapazität sind entscheidende Faktoren bei der Auswahl des Backup-Systems. Die Kapazität , gemessen in Ah, gibt an, wie viel Energie die Batterie speichern kann.

Spannungsoptionen wie 12 V, 24 V, 36 V und 48 V erfüllen unterschiedliche Anforderungen und Systemkompatibilität . Höhere Spannungen verbessern die Übertragungseffizienz, erfordern jedoch möglicherweise zusätzliche Komponenten wie Wandler oder Wechselrichter.

Um die Größe des Batterie-Backup-Systems in kWh zu messen, müssen Sie Ah gemäß der folgenden Formel in Kilowattstunden (kWh) umrechnen :

Überlegung2 – Entladungstiefe

Für eine optimale Leistung ist es ratsam, eine größere Batteriegröße zu verwenden, um zu verhindern, dass sich das Batterie-Backup-System unter die empfohlene Entladetiefe (DoD) entlädt. Tiefere Entladungen können die Lebensdauer der Batterie deutlich verkürzen.

Passen Sie unter Berücksichtigung der Entladetiefe die Formel zur Bestimmung der Größe des Batterie-Backup-Systems wie folgt an:

Überlegung3 – Skalierbarkeit

Überlegen Sie, ob Sie Ihr Batteriesystem in Zukunft möglicherweise erweitern müssen. Skalierbare Systeme, die durch die Parallelschaltung von Batterien erreicht werden, bieten Flexibilität und passen sich zukünftigem Wachstum oder Änderungen des Strombedarfs an, ohne dass eine vollständige Überarbeitung der Infrastruktur erforderlich ist.

Überlegung4 – Kompatibilität

Stellen Sie sicher, dass die ausgewählte Batterie mit Ihrem Wechselrichter, Laderegler und anderen Systemkomponenten kompatibel ist, indem Sie deren Chemietypen, Spannung und Ladestromanforderungen aufeinander abstimmen. Dadurch werden Kompatibilitätsprobleme vermieden, die Leistung optimiert und eine effiziente Energieübertragung gewährleistet.

Überlegung5 – Batteriesicherheit

Die Sicherheit der Batterie ist von entscheidender Bedeutung, um Gefahren wie Überladung und Kurzschlüssen vorzubeugen. Sorgen Sie für eine effektive Kommunikation zwischen dem Batteriemanagementsystem (BMS) und dem Wechselrichter. Implementieren Sie Sicherheitsprotokolle und Überwachungssysteme, um Risiken zu erkennen und zu mindern und so die Systemzuverlässigkeit und -sicherheit zu verbessern.

Hier nehmen wir als Beispiel die stapelbare Batterie POW-LIO51400-16S von PowMr . Dank des modularen Aufbaus verfügt die Batterie über eine Kapazität von 20 kWh, erweiterbar auf 80 kWh, einen Lebenszyklus von 6000 Zyklen und eine Entladetiefe von 80 %. Er verfügt über ein integriertes BMS und ist mit den meisten Wechselrichtern auf dem Markt kompatibel , was ihn ideal für die Batteriesicherung zu Hause macht. Unter der Annahme, dass Ihr Notstrombedarf zu Hause 5 kWh beträgt, reicht die Batterie für 4 Stunden.

Schritt 3 – Wählen Sie einen Wechselrichter/Wechselrichter-Ladegerät aus

Die Auswahl des richtigen Wechselrichters oder Wechselrichter-Ladegeräts ist entscheidend für die unterbrechungsfreie Stromversorgung Ihrer Haushaltsgeräte, insbesondere bei Netzausfällen oder bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Solarenergie. Hier sind vier wichtige Überlegungen, die Sie beachten sollten:

Überlegung 1 – Nennleistung

Berechnen Sie zunächst den Gesamtenergieverbrauch Ihres Haushalts, um die Nennleistung des benötigten Wechselrichters zu ermitteln. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Gesamtleistungsaufnahme aller Geräte die Nennleistung des gewählten Wechselrichters nicht überschreitet. Dadurch werden Überlastungssituationen vermieden und ein effizienter Betrieb gewährleistet.

Überlegung2 – Spannungskompatibilität

Abgesehen von der Art der Batteriechemie ist es wichtig, die AC-Ausgangsspannungsoptionen (220 V/110 V) und die Kompatibilität der DC-Eingangsspannung (12 V/24 V/36 V/48 V) für den Wechselrichter zu überprüfen. Für Anlagen, die Solarenergie mit Batterie-Backup nutzen, empfiehlt es sich, ein Wechselrichter-Ladegerät zu wählen, das einen MPPT-Solarladeregler und ein integriertes AC-Ladegerät enthält. Dadurch wird das System rationalisiert und seine Effizienz verbessert.

Überlegung3 – Überspannungskapazität

Berücksichtigen Sie die Überspannungskapazität des Wechselrichters, insbesondere wenn Sie induktive Lasten wie Kühlschränke haben. Stellen Sie sicher, dass der Startleistungsbedarf solcher Geräte die Stoßleistungskapazität des Wechselrichters nicht überschreitet .

Wenn Ihre Geräte eine hohe Spitzenleistung erfordern, sollten Sie die Investition in Wechselrichter in Betracht ziehen, die auf schwere Lasten zugeschnitten sind, wie z. B. den PowMr-Niederfrequenz-Wechselrichter , der Stoßkapazitäten bietet, die das Dreifache seiner Nennleistung betragen , und so eine ausreichende Unterstützung für Anlaufspitzen gewährleistet.

Fehler, den Sie beim Aufbau eines Batterie-Backup-Systems vermeiden sollten

Fehler 1 – Wahl der falschen Batteriechemie

Bei der Auswahl der Batterien für Ihr DIY-Backup-System ist es wichtig, die Batteriechemie und die Kompatibilität mit dem Ladegerät zu berücksichtigen. Verschiedene Batteriechemien wie Lithium-Ionen, Blei-Säure und Nickel-Cadmium bieten unterschiedliche Leistung und Langlebigkeit.

Es ist wichtig zu beachten, dass fortschrittlichere Batteriechemien zwar eine höhere Effizienz bieten, aber oft auch höhere Kosten verursachen. Trotz der Anfangsinvestition ist es entscheidend, den langfristigen Nutzen zu berücksichtigen. Während beispielsweise Blei-Säure-Batterien häufig ausgetauscht werden müssen, können LiFePO4-Batterien bis zu einem Jahrzehnt halten.

Fehler 2 – Vernachlässigung der richtigen Kabelgröße und der Installationsschritte

Die Auswahl der falschen Kabelgröße oder der falschen Verkabelungsreihenfolge kann die Effizienz und Sicherheit des Systems beeinträchtigen. Die empfohlenen Kabelgrößen finden Sie in den Produkthandbüchern und befolgen Sie die vom Hersteller angegebenen ordnungsgemäßen Installationsverfahren. Stellen Sie sicher, dass die Verbindungsreihenfolge zwischen den Komponenten korrekt ist, um Probleme wie Spannungsabfälle oder Überhitzung zu vermeiden.

Lohnen sich Notstrombatterien zu Hause – Verbesserungstipps

Tipp 1 – Solarenergie integrieren

Erhöhen Sie die Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz Ihres Batterie-Backup-Systems durch die Integration von Solarmodulen. Ein Solarstromsystem kann den Netzstrom ergänzen, die Abhängigkeit vom Netz verringern und die Stromrechnung senken .

Tipp2 – An den Stromtarif anpassen

Maximieren Sie Einsparungen und Effizienz, indem Sie Ihren Batterieverbrauch an Stromtarifstrukturen , wie z. B. Time-of-Use-Tarife, anpassen. Diese Tarife bieten je nach Tageszeit unterschiedliche Tarife und bieten Anreize für die Nutzung außerhalb der Spitzenzeiten und die Batteriespeicherung in Zeiten geringer Nachfrage. Durch das gezielte Laden Ihrer Batterie außerhalb der Spitzenzeiten und das Entladen während der Spitzenzeiten können Sie die Stromkosten minimieren und den finanziellen Nutzen Ihres Systems optimieren.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Heimbatterie-Backup-System eine zuverlässige und umweltfreundliche Lösung zur Milderung der Auswirkungen von Stromausfällen bietet.

Wir empfehlen den PowMr 10-kW-Wechselrichter mit einer 20-kWh-Batterie-Backup-Lösung aufgrund seiner Kosteneffizienz gegenüber vorgefertigten Optionen wie Solargeneratoren dringend.

Der modular aufgebaute 20-kWh-LiFePO4-Akku im System vereint Skalierbarkeit und Ästhetik. In Kombination mit einem 10-kW-Solarwechselrichter gewährleistet die USV mit ihrer schnellen Schaltzeit von 10 ms bei Stromausfällen nahtlose Übergänge. Darüber hinaus unterstützt es die intelligente Steuerung der Batterieladezeiten und optimiert so den Energieverbrauch auf der Grundlage lokaler Stromtarife.

Insgesamt gewährleistet diese Lösung Zuverlässigkeit, Erschwinglichkeit und Anpassungsfähigkeit für Ihren Notstrombedarf zu Hause.